Турак жай батареясынын резервдик көчүрмөсү 2022 колдонмо |Түрлөрү, чыгымдары, пайдасы..

2022-жылы да PV сактагыч дагы эле эң ысык тема болуп кала берет, ал эми турак жай батареяларынын резервдик көчүрмөсү күн энергиясынын эң ылдам өсүп жаткан сегменти болуп саналат, бул дүйнө жүзү боюнча ири жана чакан үйлөр жана ишканалар үчүн жаңы базарларды жана күн энергиясы менен жабдууну кеңейтүү мүмкүнчүлүктөрүн түзөт.Турак жай батареясынын резервдик көчүрмөсүөзгөчө бороон же башка өзгөчө кырдаалдарда, ар кандай күн үй үчүн абдан маанилүү болуп саналат.Ашыкча күн энергиясын тармакка экспорттоонун ордуна, аны өзгөчө кырдаалдарда батареяларда сактаса кандай болот?Бирок сакталган күн энергиясы кантип пайдалуу болот?Биз сизге үйдөгү батарейканы сактоо тутумунун баасы жана кирешелүүлүгү жөнүндө маалымат беребиз жана туура сактоо тутумун сатып алууда эстен чыгарбашыңыз керек болгон негизги ойлорду айтып беребиз. Турак жай батареясын сактоо системасы деген эмне? Ал кантип иштейт? Турак жай батарейкасын сактоо же фотоэлектрдик сактоо системасы күн системасынын артыкчылыктарын пайдалануу үчүн фотоэлектрдик системага пайдалуу кошумча болуп саналат жана кайра жаралуучу энергия менен казылып алынган отундарды алмаштырууну тездетүү үчүн барган сайын маанилүү ролду ойнойт.Үйдүн күн батареясы күндүн энергиясынан өндүрүлгөн электр энергиясын сактап, керектүү убакта операторго коё берет.Батареянын резервдик кубаттуулугу газ генераторлоруна экологиялык жактан таза жана үнөмдүү альтернатива болуп саналат. Өздөрү электр энергиясын өндүрүү үчүн фотоэлектрдик системаны колдонгондор анын чегине бат эле жетет.Түштө, система күн энергиясын көп берет, ошондо гана үйдө аны колдоно турган эч ким жок.Кечинде, тескерисинче, көп электр энергиясы керек болот - бирок андан кийин күн дагы жаркырабайт.Бул камсыз кылуу ажырымынын ордун толтуруу үчүн, электр тармагынын операторунан кыйла кымбатыраак электр энергиясы сатып алынат. Бул жагдайда, турак-жай батареянын резервдик көчүрмөсү дээрлик сөзсүз болот.Демек, күндүзгү пайдаланылбаган электр жарыгы кечинде жана түнкүсүн болот.Ошентип, өз алдынча өндүрүлгөн электр энергиясы күнү-түнү жана аба ырайына карабастан жеткиликтүү.Ошентип, өз алдынча өндүрүлгөн күн энергиясын пайдалануу 80% га чейин көбөйөт.Өзүн-өзү камсыз кылуу даражасы, башкача айтканда, күн системасы менен жабылган электр энергиясын керектөөнүн үлүшү 60%ке чейин өсөт. Турак жайдын аккумуляторунун резервдик көчүрмөсү муздаткычка караганда бир топ кичине жана аны коммуналдык бөлмөдө дубалга орнотууга болот.Заманбап сактоо тутумдары үй чарбасын максималдуу өзүн-өзү керектөө үчүн аба ырайынын болжолдоолорун жана өзүн-өзү үйрөнүүчү алгоритмдерди колдоно ала турган көптөгөн акылды камтыйт.Энергетикалык көз карандысыздыкка жетүү эч качан оңой болгон эмес – үй электр тармагына туташып турса да. Үй батареясын сактоо тутуму татыктуубу?Кандай факторлор көз каранды? Турак жай батарейкасынын сактагычы күн энергиясы менен иштеген үйдүн электр тармактары өчүп калганда иштеши үчүн зарыл жана кечинде дагы иштейт.Бирок ошол сыяктуу эле, күн батареялары күн электр энергиясын сактоо менен системанын бизнесинин экономикасын жакшыртат, ал албетте электр тармагына жоготуу менен кайтарылат, бул электр энергиясын кээде электр энергиясы эң кымбат болгондо кайра иштетүү үчүн.Үйдүн батарейкасынын сактагычы күн энергиясынын ээсин тармактын иштен чыгуусунан коргойт жана системанын бизнес экономикасын энергиянын баасын өзгөртүүгө каршы коргойт. Инвестициялоо керекпи же жокпу, бир нече факторлордон көз каранды: Инвестициялык чыгымдардын деңгээли. Бир киловатт-саат кубаттуулуктун баасы канчалык төмөн болсо, сактоо системасы өзүн ошончолук тез актайт. Өмүр боюүй күн батареясы Өндүрүүчүнүн 10 жылдык гарантиясы өнөр жайда салт болуп саналат.Бирок, андан да көп колдонуу мөөнөтү болжолдонууда.Литий-ион технологиясы менен күн батареяларынын көпчүлүгү 20 жылдан кем эмес ишенимдүү иштешет. Өзү керектөөчү электр энергиясынын үлүшү Канчалык көп күн сактагычы өзүн-өзү керектөөнү көбөйтсө, ошончолук пайдалуу болушу мүмкүн. Тармактан сатып алууда электр энергиясынын баасы Электр энергиясына баалар жогору болгондо, фотоэлектрдик системалардын ээлери өздөрү өндүргөн электр энергиясын керектөө менен үнөмдөшөт.Жакынкы бир нече жылда электр энергиясына болгон баалардын өсүшү күтүлөт, ошондуктан көптөр күн батареяларын акылдуу инвестиция деп эсептешет. Тармакка туташтырылган тарифтер Күн системасынын ээлери бир киловатт-саатына канчалык аз алса, электр энергиясын электр тармагына берүүнүн ордуна сактоо үчүн ошончолук көп төлөйт.Акыркы 20 жылдын ичинде электр тармактарына кошулган тарифтер тынымсыз төмөндөдү жана мындан ары да төмөндөйт. Үй батареясынын энергия сактоо тутумдарынын кандай түрлөрү бар? Үйдүн батарейканын резервдик системалары көптөгөн артыкчылыктарды сунуштайт, анын ичинде ийкемдүүлүк, чыгымдарды үнөмдөө жана борбордон ажыратылган электр энергиясын өндүрүү (ошондой эле "үйгө бөлүштүрүлгөн энергия системалары" деп аталат).Ошентип, күн батареяларынын категориялары кандай?Кантип тандоо керек? Камдык функция боюнча функционалдык классификация: 1. Үй UPS Power Supply Бул резервдик кубаттуулук үчүн өнөр жайлык деңгээлдеги кызмат, ооруканалар, маалымат бөлмөлөрү, федералдык өкмөт же аскердик базарлар, адатта, алардын маанилүү жана ошондой эле сезимтал түзүлүштөрүнүн үзгүлтүксүз иштешин талап кылат.Үйдөгү UPS кубаты менен, электр тармагы иштебей калса, үйүңүздөгү жарыктар өчүп калбашы мүмкүн.Көпчүлүк үйлөр бул даражадагы ишенимдүүлүк үчүн төлөөгө муктаж эмес же төлөөгө ниеттенбейт - эгерде алар сиздин үйүңүздө маанилүү клиникалык жабдууларды иштетпесе. 2. "Үзгүлтүксүз" электр булагы (толук үйдүн резерви). UPSтен төмөнкү кадамды биз "үзгүлтүксүз электр менен камсыздоо" же IPS деп атайбыз.Тармак иштебей калса, IPS, албетте, бүт үйүңүзгө күн жана батарейкалар менен иштөөгө мүмкүндүк берет, бирок сиз, албетте, камдык система катары үйүңүздө баары кара же боз болуп кеткен кыска мезгилди (бир нече секунда) баштан өткөрөсүз. жабдууларды киргизет.Сиз өчүп турган электрондук сааттарыңызды баштапкы абалга келтиришиңиз керек болушу мүмкүн, бирок андан тышкары, батарейкаңыз жараксыз болгонго чейин үй шаймандарыңыздын бардыгын кадимкидей колдоно аласыз. 3. Өзгөчө кырдаалдарда электр менен камсыздоо (жарым-жартылай резервдик). Кээ бир резервдик кубаттуулук функциялары тор чындыгында азайганын аныктаганда авариялык кырдаал схемасын иштетүү аркылуу иштейт.Бул бул схемага туташтырылган үй электр түзүлүштөрүнө – адатта муздаткычтарга, жарыктарга, ошондой эле бир нече атайын электр розеткаларына – батарейкаларды жана/же фотоэлектрдик панелдерди өчүрүү учурунда иштетүүгө мүмкүндүк берет.Мындай резервдик көчүрүү дүйнө жүзү боюнча үйлөр үчүн эң популярдуу, акылга сыярлык жана бюджеттик варианттардын бири болушу мүмкүн, анткени бүт үйдү батарейка банкында иштетүү аларды тез эле түгөтөт. 4. Жарым-жартылай өчүрүлгөн Күн жана сактоо системасы. Көз жоосун алган акыркы вариант – бул “жарым-жартылай тармактан тышкары система”.Жарым-жартылай тармактан тышкары система менен, концепция үйдүн атайын "тармактан тышкары" аянтын өндүрүү болуп саналат, ал күн жана батарея системасында тынымсыз иштеп, тармактан электр энергиясын тартпастан өзүн кармап турууга жетиштүү.Ошентип, керектүү үй-бүлөлүк лоттор (муздаткычтар, жарыктар ж.б.у.с.) электр тармактары өчүп калса да, эч кандай үзгүлтүксүз күйүп турат.Кошумчалай кетсек, күн энергиясы жана батарейкалар өз алдынча тармаксыз түбөлүк иштей тургандай өлчөмдө болгондуктан, кошумча түзмөктөр тармактан тышкары схемага кошулмайынча, электр энергиясын бөлүштүрүүнүн кереги жок. Батарея химиясынын технологиясынан классификация: Коргошун-кислота аккумуляторлору турак жай аккумуляторунун резервдик көчүрмөсү катары Коргошун-кислота батареяларырынокто энергияны сактоо үчүн жеткиликтүү болгон эң эски кайра заряддалуучу батарейкалар жана эң арзан батарейкалар.Алар өткөн кылымдын башында, 1900-жылдары пайда болгон жана ушул күнгө чейин алардын бышыктыгы жана арзандыгы үчүн көптөгөн тиркемелерде артыкчылыктуу батарейкалар бойдон калууда. Алардын негизги кемчиликтери - энергиянын төмөн тыгыздыгы (алар оор жана көлөмдүү) жана кыска иштөө мөөнөтү, көп сандагы жүктөө жана түшүрүү циклдерин кабыл албайт, коргошун-кислота аккумуляторлору аккумулятордогу химияны тең салмактоо үчүн үзгүлтүксүз тейлөөнү талап кылат, ошондуктан анын мүнөздөмөлөрү аны орто жана жогорку жыштыктагы разрядга же 10 жылга же андан көп убакытка созулган колдонмолорго жараксыз кылуу. Алар ошондой эле разряддын төмөн тереңдигинин кемчилигине ээ, ал адатта экстремалдык учурларда 80% же үзгүлтүксүз иштөөдө 20% менен чектелет, узак өмүр үчүн.Ашыкча разряд батареянын электроддорун начарлатат, бул анын энергияны сактоо мүмкүнчүлүгүн азайтат жана анын иштөө мөөнөтүн чектейт. Коргошун-кислота аккумуляторлору заряддын абалын дайыма кармап турууну талап кылат жана дайыма флоатациялоо техникасы аркылуу максималдуу заряд абалында сакталышы керек (зарядды аз электр тогу менен кармап туруу, өзүн-өзү разряд эффектин жокко чыгаруу үчүн жетиштүү). Бул батареяларды бир нече вариантта тапса болот.Эң кеңири таралганы суюк электролиттерди, клапан менен жөнгө салынуучу гелдик батарейкаларды (VRLA) жана электролит менен айнек стекловолок матына (AGM – соргуч айнек килемчеси деп аталат) колдонгон аккумулятордук батарейкалар, гел батарейкаларына салыштырмалуу орточо натыйжалуулукка жана арзандатылган баага ээ. Клапан менен жөнгө салынган батареялар иш жүзүндө пломбаланган, бул электролиттин агып кетишине жана кургап кетишине жол бербейт.Клапан ашыкча заряддалган кырдаалдарда газдарды чыгарууда иштейт. Кээ бир коргошун кислотасы батарейкалар стационардык өнөр жай колдонмолору үчүн иштелип чыккан жана тереңирээк разряд циклдерин кабыл алат.Коргошун-көмүртек батареясы дагы заманбап версиясы бар.Электроддорго кошулган көмүртектин негизиндеги материалдар заряддын жана разряддын жогорулугун, энергиянын тыгыздыгын жана узак өмүрдү камсыз кылат. Коргошун-кислота аккумуляторлорунун бир артыкчылыгы (анын ар кандай варианттарында) алар зарядды башкаруунун татаал системасына муктаж эмес (литий батарейкалары сыяктуу, биз кийинкисинде көрөбүз).Коргошун батарейкалары ашыкча заряддалганда өрт чыгып, жарылуу ыктымалы азыраак, анткени алардын электролиттери литий батареялары сыяктуу күйүүчү эмес. Ошондой эле, бир аз ашыкча заряддоо батареялардын бул түрлөрү үчүн коркунучтуу эмес.Жада калса кээ бир заряд контроллерлорунун теңдөө функциясы бар, ал батарейканы же батарейка банкын бир аз ашыкча кубаттап, бардык батарейкаларды толук заряддалган абалга жеткирет. Теңдөө процессинде, акыры башкаларынан мурда толук заряддалган батарейкалардын чыңалуулары коркунучсуз бир аз жогорулайт, ал эми ток кадимкидей элементтердин сериялык бирикмеси аркылуу өтөт.Ошентип, коргошун батарейкалары табигый түрдө теңдештирүү жөндөмүнө ээ жана батарейканын батарейкаларынын ортосундагы же банктын батарейкаларынын ортосундагы кичинекей дисбаланс эч кандай коркунуч жаратпайт деп айта алабыз. Аткаруу:Коргошун-кислота аккумуляторлорунун эффективдүүлүгү литий батареяларына караганда бир топ төмөн.Натыйжалуулук заряддын ылдамдыгынан көз каранды, бирок, адатта, 85% айлануу натыйжалуулугу болжолдонот. Сактоо сыйымдуулугу:Коргошун-кислота аккумуляторлору ар кандай чыңалууларда жана өлчөмдөрдө болот, бирок аккумулятордун сапатына жараша литий темир фосфатына караганда 2-3 эсе көп. Батареянын баасы:Коргошун-кислота аккумуляторлору литий-темир-фосфат аккумуляторлоруна караганда 75% арзаныраак, бирок арзан баага алданбаңыз.Бул батарейкаларды тез кубаттоого же кубаттоого болбойт, алардын иштөө мөөнөтү бир топ кыскараак, батареяны башкаруунун коргоочу системасы жок, ошондой эле жума сайын тейлөөнү талап кылышы мүмкүн.Бул электр чыгымдарын азайтуу же оор приборлорду колдоо үчүн акылга сыярлык караганда, бир цикл үчүн жалпы жогорку чыгымдарды алып келет. Литий батарейкалар Турак жай батареясынын резервдик көчүрмөсү катары Учурда коммерциялык жактан эң ийгиликтүү батареялар литий-иондук батарейкалар болуп саналат.Литий-иондук технология көчмө электрондук шаймандарга колдонулгандан кийин, ал өнөр жай колдонмолору, энергетикалык системалар, фотоэлектрдик энергияны сактоо жана электр унаалары тармактарына кирди. Литий-иондук батарейкаларэнергияны сактоо сыйымдуулугу, иштөө циклдеринин саны, кубаттоо ылдамдыгы жана үнөмдүүлүк сыяктуу көптөгөн аспектилери боюнча кайра заряддалуучу батарейкалардын башка көптөгөн түрлөрүн ашып кетет.Учурда бир гана маселе - коопсуздук, күйүүчү электролиттер жогорку температурада күйүп кетиши мүмкүн, бул үчүн электрондук башкаруу жана мониторинг системаларын колдонуу керек. Литий бардык металлдардын эң жеңили, электрохимиялык потенциалы жогору жана башка белгилүү батарея технологияларына караганда көбүрөөк көлөмдүү жана массалык энергия тыгыздыгын сунуштайт. Литий-иондук технология энергияны сактоо тутумдарын колдонууга мүмкүндүк берди, негизинен үзгүлтүктүү кайра жаралуучу энергия булактары (күн жана шамал) менен байланышкан, ошондой эле электр унааларын кабыл алууга түрткү болду. Литий-иондук батарейкалар энергия системаларында жана электр унааларында колдонулат.Бул аккумуляторлор электрохимиялык батареянын салттуу түзүлүшүн колдонушат, эки электрод суюк электролит эритмесине чөмүлдүрүлгөн. Сепараторлор (кешиктүү изоляциялоочу материалдар) суюк электролит аркылуу иондордун эркин кыймылын камсыз кылуу менен электроддорду механикалык түрдө бөлүү үчүн колдонулат. Электролиттин негизги өзгөчөлүгү - иондук токтун (электрондор ашыкча же жетишсиз атомдор болгон иондордон пайда болгон) өткөрүлүшүнө мүмкүндүк берүү, ал эми электрондордун өтүшүнө жол бербөө (өткөргүч материалдарда болгондой).Оң жана терс электроддор арасындагы иондордун алмашуусу электрохимиялык батареялардын иштешинин негизи болуп саналат. Литий батарейкалары боюнча изилдөөлөр 1970-жылдарга чейин уланып, технология жетилип, 1990-жылдары коммерциялык түрдө колдонула баштаган. Литий-полимердик батарейкалар (полимердик электролиттер менен) азыр аккумулятордук телефондордо, компьютерлерде жана ар кандай мобилдик түзүлүштөрдө колдонулуп, эски никель-кадмий батарейкаларын алмаштырууда, анын негизги көйгөйү - сактоо сыйымдуулугун акырындык менен азайтуучу "эс тутум эффектиси".Батарея толук кубатталганга чейин заряддалганда. Эски никель-кадмий батарейкаларына, өзгөчө коргошун-кислота батарейкаларына салыштырмалуу литий-иондук батарейкалар энергиянын тыгыздыгы жогору (көлөмдө көбүрөөк энергияны сактайт), өзүн-өзү разряддоо коэффициенти азыраак жана көбүрөөк кубаттоого жана разряд циклдеринин санына туруштук бере алат. , бул узак кызмат мөөнөтүн билдирет. 2000-жылдардын башында литий батареялары автомобиль өнөр жайында колдонула баштаган.Болжол менен 2010-жылы литий-иондук батарейкалар турак жайларда электр энергиясын сактоого кызыгууну арттырды.ири масштабдуу ESS (энергия сактоо системасы) системалары, негизинен дүйнө жүзү боюнча энергия булактарын колдонуунун көбөйүшүнө байланыштуу.Үзгүлтүктүү кайра жаралуучу энергия (күн жана шамал). Литий-иондук батарейкалар кандайча жасалганына жараша ар кандай иштеши, иштөө мөөнөтү жана баасы ар кандай болушу мүмкүн.Негизинен электроддор үчүн бир нече материалдар сунушталды. Адатта, литий батареясы батареянын оң терминалын түзгөн металлдык литий негизиндеги электроддон жана терс терминалды түзгөн көмүртек (графит) электроддон турат. Колдонулган технологияга жараша литий негизиндеги электроддор ар кандай түзүлүшкө ээ болушу мүмкүн.Литий батарейкаларын өндүрүү үчүн эң көп колдонулган материалдар жана бул батареялардын негизги мүнөздөмөлөрү төмөнкүлөр: Литий жана кобальт оксиддери (LCO):Жогорку өзгөчө энергия (Вт/кг), жакшы сактоо сыйымдуулугу жана канааттандырарлык иштөө мөөнөтү (циклдердин саны), электрондук түзүлүштөр үчүн ылайыктуу, кемчилиги - өзгөчө кубаттуулугу (Вт/кг) Кичинекей, жүктөө жана түшүрүү ылдамдыгын азайтат; Литий жана марганец оксиддери (LMO):сактоо сыйымдуулугун төмөндөтүүчү төмөнкү өзгөчө энергия (Вт/кг) менен жогорку заряддоо жана разряддык агымдарга уруксат берүү; Литий, никель, марганец жана кобальт (NMC):LCO жана LMO батарейкаларынын касиеттерин айкалыштырат. Мындан тышкары, курамында никелдин болушу көбүрөөк сактоо сыйымдуулугун камсыз кылуу менен өзгөчө энергияны көбөйтүүгө жардам берет.Никель, марганец жана кобальт колдонуунун түрүнө жараша ар кандай пропорцияларда колдонулушу мүмкүн (бирин же башкасын колдоо үчүн).Жалпысынан алганда, бул айкалыштыруу натыйжасы жакшы аткаруу, жакшы сактоо сыйымдуулугу, узак өмүр жана арзан батарейка болуп саналат. Литий, никель, марганец жана кобальт (NMC):LCO жана LMO батарейкаларынын өзгөчөлүктөрүн айкалыштырат.Мындан тышкары, курамында никель болушу көбүрөөк сактоо мүмкүнчүлүгүн камсыз кылуу, өзгөчө энергияны жогорулатууга жардам берет.Никелди, марганецти жана кобальтты колдонуунун түрүнө жараша ар кандай пропорцияларда колдонсо болот (тигил же бул мүнөздөмө үчүн).Жалпысынан алганда, бул айкалыштыруу натыйжасы жакшы аткаруу, жакшы сактоо сыйымдуулугу, жакшы жашоо жана орточо наркы менен батарея болуп саналат.Батареянын бул түрү электр унааларында кеңири колдонулуп келет жана ошондой эле стационардык энергияны сактоо системалары үчүн ылайыктуу; Литий темир фосфаты (LFP):LFP айкалышы батареяларды жакшы динамикалык аткарууну (заряддоо жана разряд ылдамдыгын), жакшы жылуулук туруктуулугунан улам узартылган иштөө мөөнөтүн жана коопсуздукту камсыз кылат.Алардын курамында никель менен кобальттын жоктугу бул батарейкалардын массалык өндүрүш үчүн жеткиликтүүлүгүн жогорулатат жана баасын төмөндөтөт.Анын сактоо сыйымдуулугу эң жогору болбосо да, ал көптөгөн пайдалуу мүнөздөмөлөрү, өзгөчө арзандыгы жана жакшы бышыктыгы үчүн электр унааларын жана энергияны сактоо системаларын өндүрүүчүлөр тарабынан кабыл алынган; Литий жана титан (LTO):Экинчи электрод башка түрлөрүнүн биринде (мисалы, NMC - литий, марганец жана кобальт сыяктуу) колдонулган ошол эле, ал эми аты-жөнү, көмүртек алмаштыруу, электроддордун биринде титан жана литий бар батареяларды билдирет.Төмөн спецификалык энергияга карабастан (бул кыскартылган сактоо сыйымдуулугуна алып келет), бул айкалыштыруу жакшы динамикалык көрсөткүчкө, жакшы коопсуздукка жана кызмат мөөнөтүн бир кыйла жогорулатат.Бул типтеги батареялар 100% разрядда 10000ден ашык иштөө циклин кабыл алса, литий батареяларынын башка түрлөрү 2000ге жакын циклди кабыл алат. LiFePO4 батарейкалары өтө жогорку цикл туруктуулугу, максималдуу энергия тыгыздыгы жана минималдуу салмагы менен коргошун-кислота аккумуляторлорунан ашып кетет.Эгер батарейка 50% DODден үзгүлтүксүз кубатталып, андан кийин толук заряддалып турса, LiFePO4 батареясы 6500 заряд циклин аткара алат.Ошентип, кошумча салым узак мөөнөттүү төлөйт, ал эми баа / аткаруу катышы жеңилбес бойдон калууда.Алар күн батареялары катары үзгүлтүксүз колдонуу үчүн артыкчылыктуу тандоо болуп саналат. Аткаруу:Батареяны заряддоо жана бошотуу 98% циклдин эффективдүүлүгүнө ээ, ал эми тез кубатталып, ошондой эле 2 саатка жетпеген убакыт аралыгында чыгарылат – жана андан да тезирээк иштөө мөөнөтү кыскарат. Сактоо сыйымдуулугу: литий-темир фосфат аккумуляторунун пакеттери 18 кВт сааттан жогору болушу мүмкүн, ал аз орунду ээлейт жана бирдей кубаттуулуктагы коргошун-кислота аккумуляторунан азыраак. Батареянын баасы: Литий темир фосфаты коргошун-кислота батарейкаларына караганда кымбатыраак, бирок, адатта, узак иштөөнүн натыйжасында циклдин баасы төмөн.